搜索堆芯臨界棒位是反應堆堆芯物理設計的重要內(nèi)容,傳統(tǒng)的線性插值方法在搜索臨界棒位時需要多次迭代,效率低、花費時間長。本文提出了一種基于控制棒價值函數(shù)的臨界棒位快速搜索方法,得到了控制棒組價值與棒位的函數(shù)關系,并應用于三維堆芯中子學程序PBRT。通過與線性插值法對比發(fā)現(xiàn),控制棒價值函數(shù)法搜索的臨界棒位滿足臨界搜索收斂準則,搜索效率明顯提高,是一種合理可行的快速調(diào)棒搜索臨界方法。 

【文章來源】：原子能科學技術. 2019,53(11)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

圖１控制棒搜索臨界計算流程

ｉ－Ｈ０）（１）式中：ｋｅｆｆ，Ｈ０和ｋｅｆｆ，Ｈｉ分別為控制棒組位于初始棒位Ｈ０和Ｈｉ時的堆芯有效增殖因數(shù)。圖１控制棒搜索臨界計算流程Ｆｉｇ．１Ｃｏｎｔｒｏｌｒｏｄｃｒｉｔｉｃａｌｃｏｍｐｕｔｉｎｇｆｌｏｗ１．２控制棒價值函數(shù)法由于控制棒價值［１２］與控制棒插入深度不呈線性關系，采用線性插值往往需多次迭代才能搜索到堆芯臨界的控制棒棒位。若能較為準確地得到控制棒價值與控制棒組棒位的函數(shù)關系，則可直接計算得到滿足臨界收斂準則的控制棒棒位。圖２控制棒價值函數(shù)法計算流程Ｆｉｇ．２Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｆｌｏｗｏｆｃｏｎｔｒｏｌｒｏｄｖａｌｕｅｆｕｎｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ控制棒價值函數(shù)法的計算流程如圖２所示。為便于說明，定義棒組提出微分價值Δｋ和提出積分價值∫Δｋ，Δｋ表示控制棒提出單第１１期李治剛等：一種快速搜索臨界棒位方法的開發(fā)與評價９１２２

合的方法獲取控制棒組積分價值與控制棒組棒位的函數(shù)關系ｆｉ（ｚ（ｉ））。２測試與驗證將控制棒價值函數(shù)法應用到堆芯三維中子學程序ＰＢＲＴ的調(diào)棒臨界搜索模塊中，并以金屬冷卻快堆典型六邊形堆芯布置來驗證該方法在實現(xiàn)快速搜索臨界棒位的可行性。在堆芯中布置有３種不同價值的控制棒組，編號為１、２、３。假設共計算１０個燃耗步，每個燃耗步步長為１００滿功率天。１）控制棒組價值采用ＰＢＲＴ計算得到壽期初、壽期末３組控制棒分別單獨提出堆芯的ｋｅｆｆ。圖３示出了３組控制棒微分價值和積分價值隨控制棒組棒位的變化。從圖３可看出控制棒組提出微分價值隨控制棒組的提出呈拋物線趨勢變化，在接近堆芯活性區(qū)中部位置時，引入的ｋｅｆｆ變化幅度達到最大；控制棒組提出積分價值隨控制棒組的提出呈近似Ｓ形曲線變化。提出微分價值和提出積分價值在壽期初至壽期末的變化幅度較小，因此在控制棒價值函數(shù)方法實現(xiàn)過程中，可假定控制棒價值在整個壽期（壽期較短）保持不變。采用最小二乘法多項式擬合方法和切比雪夫最佳擬合方法獲得各組控制棒提出積分價值與控制棒組棒位的函數(shù)關系。圖４示出了兩種擬合方法對１號棒組的擬合結(jié)果，其他棒組的擬合規(guī)律與之基本類似。從圖４可看出，擬合階數(shù)越低，擬合函數(shù)與真實結(jié)果偏差越大；５階時，最小二乘法擬合結(jié)果優(yōu)于切比雪夫法；１０階時，兩種擬合方法與真實結(jié)果完全重合為Ｓ形曲線。２）臨界棒位搜索將最小二乘法擬合的控制棒價值函數(shù)應用到堆芯物理設計程序的調(diào)棒臨界搜索模塊中，臨界搜索收斂準則為ε＝０．００１。圖５示出了控制棒價值函數(shù)法與線性插值法在第２個燃耗步時搜索臨

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3247108